基于斜坡單元的滑坡易發(fā)性評價
——以遵義市匯川區(qū)山盆區(qū)域為例

趙振遠，解 超，李生乾

(貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽 550005 )

地質(zhì)災害易發(fā)性評價回答“什么地方最容易發(fā)生地質(zhì)災害”的問題。地質(zhì)災害易發(fā)性評價是地質(zhì)災害管理中的重要組成部分，是制定城鎮(zhèn)基礎設施建設、道橋修建等的重要依據(jù)，也是土地利用規(guī)劃、同時也是社會可持續(xù)發(fā)展的必要參考[1]。在滑坡易發(fā)性評價中，選取合理的評價單元尤為關鍵。斜坡是滑坡發(fā)生的基本地形地貌單元，相對于傳統(tǒng)的柵格評價單元，以斜坡作為單元進行滑坡易發(fā)性評價可以提高與實際地形地貌的吻合度，能夠更好地體現(xiàn)區(qū)域中滑坡的實際發(fā)育狀況[2]。

貴州省遵義市匯川區(qū)是地質(zhì)災害相對頻發(fā)的地區(qū)，據(jù)統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害共計81處，共威脅居民點1 469戶，受威脅人數(shù)6 307人，潛在經(jīng)濟損失18634萬元。地質(zhì)災害易發(fā)性評價更顯得尤為緊迫和重要。本文選取匯川區(qū)地質(zhì)災害密集的小區(qū)域為研究區(qū)，以斜坡單元為易發(fā)性評判單元，采用層次分析模型進行易發(fā)性評判。

1 研究區(qū)概況

1.1 氣象水文

匯川區(qū)屬中亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和，冬無嚴寒，夏無酷熱，無霜期長，光照充足，雨量豐沛，氣候宜人。全區(qū)年平均氣溫15.1℃，一年中最冷為1月，最熱為7月，極端最低氣溫為-7.1℃；最高38.7℃。根據(jù)遵義市氣象站1971-2016年(水文年)資料分析，調(diào)查區(qū)多年平均降水量為1 042.1 mm；最大連續(xù)4個月(5-8月)多年平均降水量613 mm，占全年降水量的58.8%；豐水期6個月(5-10月)多年平均降水量為810.4 mm，占全年降水量的77.8%；枯水期6個月(11-4月)多年平均降水量為231.7 mm，占全年降水量的22.2%，歷年降水量最小月多年平均降水量為12.4 mm，占全年降水量的1.19%。研究區(qū)屬于赤水河水系，赤水河為長江上游支流，而赤水河未流經(jīng)調(diào)查區(qū)，其中段支流桐梓河位于調(diào)查區(qū)西北部地區(qū)，發(fā)源地正源(東源，又稱天門河)發(fā)源于貴州省桐梓縣小壩鄉(xiāng)楠牛石大火土，東側(cè)與烏江水系分水，調(diào)查區(qū)內(nèi)地表水匯入觀音寺河，流入桐梓河。

圖1 研究地層分布簡圖

1.2 地形地貌

研究區(qū)位于匯川區(qū)西北部邊緣，區(qū)內(nèi)整體地勢呈四周高中部低，最高點在西北部山盆鎮(zhèn)的“黔北屋脊”仙人山，海拔1 849.3 m，最低點在西北部谷低，海拔485 m，相對高差1 364.3 m。區(qū)內(nèi)中部及南部山體呈南部走向，北部山體呈近東西走向。

1.3 地層巖性

區(qū)地層主要出露的地層為侏羅系、三疊系及二疊系地層(見圖1、圖2)，其中以侏羅系地層出露面積最廣，約占區(qū)內(nèi)總面積的60%，主要巖性為石英砂巖、泥巖，次為三疊系地層，出露研究區(qū)北部，二疊系地層僅零星出露研究區(qū)東北部。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造及地震

研究區(qū)位于羌塘-揚子-華南板塊(一級構(gòu)造單元)揚子陸塊(二級構(gòu)造單元)上揚子地塊(三級構(gòu)造單元)黔北隆起區(qū)(四級構(gòu)造單元)畢節(jié)弧形褶皺帶內(nèi)(五級構(gòu)造單元)，區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為高橋-長崗向斜，位于桐梓縣高橋、田園一帶。南西段于桐梓縣新田灣一帶延出研究區(qū)外，往北東軸線呈N35°E方向經(jīng)高橋、周市后漸轉(zhuǎn)為N50°～60°E方向，至園田轉(zhuǎn)為北北東—南北—北北西向。形成向東凸出的弧形彎曲；軸長約46 km，核部最新地層為侏羅系上統(tǒng)上沙溪廟組，地層傾角2°～6°。翼部地層為中下侏羅統(tǒng)至奧陶、寒武系，該背斜為大致對稱的反S形向斜。

清嘉慶二十四年七月二十五日(1819年9月14日)發(fā)生地震，之后至今未有地震的記載和地震發(fā)生過。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2015)》的資料顯示，研究區(qū)地震動反應譜特征周期為0.35 s；地震動峰值加速度為0.05 g。地震基本烈度為Ⅵ度區(qū)，屬較穩(wěn)定區(qū)域。

1.5 研究區(qū)地質(zhì)災害概況

經(jīng)野外調(diào)查，研究區(qū)地質(zhì)災害點共計20處，類型主要有滑坡、不穩(wěn)定斜坡、崩塌等，其中：研究區(qū)目前共有地質(zhì)災害點滑坡11處，占地質(zhì)災害隱患點總數(shù)的55.0%；不穩(wěn)定斜坡7處，占地質(zhì)災害隱患點總數(shù)的35.0%；崩塌2處，占地質(zhì)災害隱患點總數(shù)的10.0%；滑坡是主要的地質(zhì)災害類型，其次是不穩(wěn)定斜坡，崩塌最少[3]。

2 評價方法

2.1 斜坡單元劃分

圖3 研究區(qū)斜坡單元劃分圖

2.2 評判指標的選取與權(quán)重確定

根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀，選取地形坡度、地表粗糙指數(shù)、斜坡類型、工程巖組、地表起伏度、人類工程活動強度等指標作為評價指標開展區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害易發(fā)性評價。

表1 滑坡易發(fā)性評價指標分級表

據(jù)研究區(qū)地質(zhì)災害易發(fā)性評價指標體系的分級標準，分別建立各評價因子的分級圖層。提取各因子圖層對應的指標，并賦予所在斜坡單元。

2.3 評價結(jié)果

利用GIS軟件，采用綜合評價模型，計算每個斜坡單元的易發(fā)性綜合得分，綜合評價模型計算公式為：

(1)

其中E為斜坡單元易發(fā)性綜合得分，ai第i個評價因子的權(quán)重，Ai為i個評價因子的得分；n為評價因子總數(shù)。

通過上式計算出每個斜坡單元的易發(fā)性綜合得分，并利用自然斷點法，劃分高易發(fā)、較高易發(fā)、中易發(fā)及較低易發(fā)和低易發(fā)五個區(qū)，最終生成以斜坡單元為評價單元的滑坡易發(fā)性評價分區(qū)圖，如圖4所示。

圖4 研究區(qū)滑坡易發(fā)性分區(qū)圖

根據(jù)評價結(jié)果分析可知，滑坡高易發(fā)斜坡單元和較高易發(fā)斜坡單元主要在長崗-高橋向斜兩翼，其中高易發(fā)斜坡單元共計60處，面積約為4.1 km2，占研究區(qū)面積的8.2%；較高易發(fā)斜坡單元共計115處，面積約為7.4 km2，占研究區(qū)面積的14.8%；多數(shù)滑坡高易發(fā)斜坡單元和較高易發(fā)斜坡單位發(fā)育小田灣～叢壩村～蔡家壩村一帶，由于褶皺而形成大量的緩傾單面山和似單面山，其坡度和巖層傾角相近，為順層滑坡的發(fā)育提供了有利條件，河流、溝谷深切為斜坡提供天然的臨空面；加之構(gòu)造形成的裂隙加劇了淺表層巖體風化成土，這對土質(zhì)滑坡的形成起著很大的作用。強風化形成的土體繼承了母巖親水、弱膨脹等物理力學性質(zhì)和水理性質(zhì)，在長時間的風化作用下，土體變得疏松，顆粒間黏結(jié)力減弱，在降雨等作用下容易發(fā)生破壞，區(qū)內(nèi)人口相對密集，人類工程活動強烈，加劇了滑坡的形成[4]。

滑坡中易發(fā)斜坡單元主要分布在研究區(qū)北部和南部，中易發(fā)斜坡單元共計400處，面積約為19.6 km2，占研究區(qū)面積的39.2%；該區(qū)南北跨度較大，相對分散，區(qū)內(nèi)植被相對較好，人類工程活動中等，巖性較為單一，主要出露硬質(zhì)巖組和軟硬相間巖組?；碌刭|(zhì)災害較為發(fā)育。

滑坡較低易發(fā)斜坡單元和低易發(fā)斜坡單元主要分布在研究區(qū)東部和西部，共計550處，面積約為18.9 km2，占研究區(qū)面積的37.8%，區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境較為簡單，巖性單一，人類工程活動微弱，大面積植被覆蓋，滑坡地質(zhì)災害發(fā)育微弱。

3 結(jié)語

(1)本次研究結(jié)合研究區(qū)滑坡發(fā)育規(guī)律，選取選取地形坡度、地表粗糙指數(shù)、斜坡類型、工程巖組、地表起伏度、人類工程活動強度等6個指標，運用層次分析法，以斜坡單元最為基本單元，評價研究區(qū)滑坡易發(fā)性。

(2)根據(jù)評價結(jié)果分析可知，滑坡高易發(fā)斜坡單元和較高易發(fā)斜坡單元主要在長崗-高橋向斜兩翼，其中高易發(fā)斜坡單元共計60處，面積約為4.1 km2，占研究區(qū)面積的8.2%；較高易發(fā)斜坡單元共計115處，面積約為7.4 km2，占研究區(qū)面積的14.8%；

(3)利用Arcgis平臺進行斜坡單元的劃分，易發(fā)性評價模型建立，能夠即時、準確地對研究區(qū)進行分區(qū)和評價，為防災預災及災后的應急處理等工作提供了重要的信息和依據(jù)。